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電子連接器和設備在日益嚴格的工作條件下對其使用壽命提出了更高的要求，降低材料成本和保護金屬資源重要性的認識使得保證連接器的預期壽命之內(nèi)具有一定可靠性成為關鍵問題。貴重金屬例如金、鈀和它們的合金是最好的電連接材料，主要用作鍍層材料。由于錫和錫合金(焊劑)的固有特性，在制造連接器時形成的氧化物很容易被去除，錫和錫合金(焊劑)也用作電接觸材料。

1，貴金屬金鍍層基本特性

一般的，金鍍層可以分為軟金和硬金兩種。軟金主要應用于耐磨性不是第一考慮要素的領域。對于一些具有良好環(huán)境的應用場合，金鍍層厚度可以小于25nm。然而在大多數(shù)的應用場合，金厚度在0.1～0.8μm即可滿足性能要求。硬金鍍層，通常包含鎳的合金和鈷，常用來做獨立電連接器觸點的表面材料。這是由于它們獨特的化合特性：貴重、耐久性能、抗微動磨損和易于電鍍。

一個純金鍍層(軟金)的接觸電阻相比金-鈷合金要小。這是由于軟金容易變形，具有增加粗糙面接觸的趨勢，然而，一些絕緣的污染物將減弱接觸電阻的作用。純金相比金-鈷合金傳導性好，這是由于它們具有較小的接觸電阻。

對于厚度不超過5μm硬金，近年來普遍采用塑性鎳中間層來預防銅的擴散。鎳的厚度通常為1.25~2.5μm。也就是我們常說的電鍍打底層，由于鎳的特性，其作為打底層，具有如下優(yōu)點：

強化金的粘著滑動磨損和磨料磨損性能

提高微動時金的耐久性

增加在硫、氧硫化物和其他一些污染物存在的環(huán)境中的接觸可靠性（雖然在二氧化硫環(huán)境中鎳金屬會在孔隙處產(chǎn)生嚴重的腐蝕）

此外，在一些鎳電鍍過程時，薄金沉積物孔隙數(shù)量較少。鎳的另一個優(yōu)點是可以阻礙金與銅、鋅及其他金屬之間的熱擴散。雖然擴散的相對速率決定于溫度，但是鎳與大多數(shù)金屬相比，其擴散速率較慢。因而，在高溫工作條件下，鎳可以顯著地使得鍍金電連接器的接觸電阻保持穩(wěn)定。該接觸電阻由于擴散金屬表面存在的不導電的氧化物而最終是要增加的。

對于連接器的觸點在150°C條件下一般采用鎳-金鍍層，甚至在200°C也可使用，這決定于它的額定工作持續(xù)時間。鎳中間層可以加強薄金沉積物的耐久力，并有助于抵抗微動的損壞。

2，錫鍍層基本特性

錫作為接觸表面的應用源于錫氧化物和中間層錫金屬表面的不同硬度。錫氧化物薄而且非常硬和脆，但錫本身卻很軟。復合表面是在一個軟的且具有一定塑性的金屬層上的薄、硬和脆的表面。當一個載荷施加在這樣的復合面時，表面氧化物裂開，載荷施加在軟和脆的錫上很容易導致氧化物的裂縫加寬。錫通過裂縫建立一個理想的金屬接觸接口，這個過程可通過發(fā)生在接觸對上的滑動/摩擦作用來大大加強。

 然而，因為錫容易產(chǎn)生熱力學氧化，這就使得當錫在微動中，暴露于環(huán)境時會帶來相應問題。錫和錫基合金對微動的敏感性是確保電氣連接的可靠性能的主要問題之一。然而，微動對錫基合金的有害作用可通過防止微動和潤滑來限制，但不能完全消除。錫和錫合金一般在良好環(huán)境和中等大氣溫度的電氣設施中應用，即通斷操作次數(shù)少，壽命要求相對短，可靠性要求適中。

通過對連接器的研究發(fā)現(xiàn)，除了鎳中間鍍層，銅和無鉛材料、錫和鈀電鍍合金等非貴金屬材料，也特別容易產(chǎn)生微動腐蝕。由于金為貴金屬，它不容易產(chǎn)生有害的微動結果。但是，當微動過程磨損掉金電鍍層后，鎳中間層或底層金屬暴露產(chǎn)生有害的微動腐蝕?？梢酝ㄟ^加大金鍍層的厚度，來延長微動腐蝕出現(xiàn)前的接觸對表面的工作時間。實際結果表明在接觸區(qū)域使用表面“漂”金會大大增加微動的發(fā)生概率，甚至影響到連接的可靠性。考慮到金鍍層在低壓力、低電壓接觸點的長期可靠性中起的重要作用，金鍍層的評估就顯得十分重要。因為電子系統(tǒng)正式使用前在制造、運輸、存儲過程中的環(huán)境很少像它們的使用環(huán)境一樣良好，在這種條件下，質量較差的金電鍍層會對這些電子系統(tǒng)安全性能產(chǎn)生嚴重的危害后果。

3，錫鍍層和金鍍層互配后性能

基于對電子連接結果的廣泛深人研究，在不同金屬間的微動中，接觸電阻決定于混合物接觸面由于金屬移動、磨損和膜層構成的改變。一般而言，純金屬的遷移方向是從軟面到硬面。因此金與鈀等較硬材料相配合，會成為金-金接觸，使接觸電阻仍然可以保持較低水平。金合金比鈀的硬度高，如75Au25Cu 合金，在接觸過程中使鈀在接觸表面擴散，從而使得接觸成為鈀-鈀接觸，導致了接觸電阻升高。

當金與錫或錫鉛焊料接觸產(chǎn)生微動時，接觸電阻升高的速度甚至會比錫-錫和錫鉛焊料之間接觸時還要快，這是由于不同類型金屬表面在破壞氧化物并重建干凈接觸表面的難度較高而造成的結果。接觸金屬間的一個薄層可能由于微動而磨損，特別是在缺少潤滑的情況下，接觸電阻的特性變得與底層金屬相近。

從微動的角度看，金與錫相結合作為接觸材料的效果最差。在微動條件下，較軟的錫將擴散進人接觸面，同時覆蓋較硬的金。擴散的材料是錫氧化物和碎屑的結合物，在微動過程中，這種結合物是不容易被去掉的。當微動過程繼續(xù)時，擴散過程也繼續(xù)，隨著擴散層的厚度不斷增加，接觸表面接觸性能不斷下降，從而影響到系統(tǒng)的電氣穩(wěn)定性。

觀察實驗數(shù)據(jù)，注意到微動敏感性有一個很有趣的現(xiàn)象，與金鍍層相比，銀鍍層的微動敏感性要弱。用相匹配的鍍層觸針與鍍錫、鍍金、鍍銀樣片微動過程中接觸電阻的變化。由于銀在含有一定量硫化合物和氯化合物的空氣中具有變色的特性，因此限制了它在電連接中的應用。然而，它還是成功地應用于鋁母線觸點表面膜層。

對比上圖試驗結果，銀鍍層和銀鍍層配合時，剛好滿足LV214標準的微動壽命要求，錫鍍層與錫鍍層，或者金鍍層與金鍍層配，都無法滿足LV214的微動壽命100000次要求。三種配對中，錫和錫對配時，微動效果是最差的！